正常和病理性视网膜图像中视盘的定位 Vijay Khare 电子与通信工程系,Jaypee 信息技术学院,诺伊达,印度 (vijay.khare@jiit.ac.in) 摘要:本文提出了一种在视网膜图像中检测视盘 (OD) 的新方法
结果 6779 名患者的训练和验证数据集包括 14341 张照片:9156 张正常视盘、2148 张有视乳头水肿的视盘和 3037 张有其他异常的视盘。分类为正常的百分比在各个部位从 9.8% 到 100% 不等;分类为有视乳头水肿的百分比在各个部位从 0 到 59.5% 不等。在验证集中,系统以 AUC 为 0.99(95% 置信区间 [CI],0.98 至 0.99)区分有视乳头水肿的视盘与正常视盘以及有非视乳头水肿异常的视盘,以 AUC 为 0.99(95% CI,0.99 至 0.99)区分正常视盘与异常视盘。在 1505 张照片的外部测试数据集中,该系统检测视乳头水肿的 AUC 为 0.96(95% CI,0.95 至 0.97),灵敏度为 96.4%(95% CI,93.9 至 98.3),特异性为 84.7%(95% CI,82.3 至 87.1)。
结果 来自 6779 名患者的训练和验证数据集包括 14,341 张照片:9156 张正常视盘、2148 张有视乳头水肿的视盘和 3037 张有其他异常的视盘。分类为正常的百分比在各个部位从 9.8% 到 100% 不等;分类为有视乳头水肿的百分比在各个部位从 0 到 59.5% 不等。在验证集中,系统以 AUC 为 0.99(95% 置信区间 [CI],0.98 至 0.99)区分有视乳头水肿的视盘与正常视盘以及有非视乳头水肿异常的视盘,以 AUC 为 0.99(95% CI,0.99 至 0.99)区分正常视盘与异常视盘。在 1505 张照片的外部测试数据集中,该系统对视乳头水肿检测的 AUC 为 0.96(95% CI,0.95 至 0.97),灵敏度为 96.4%(95% CI,93.9 至 98.3),特异性为 84.7%(95% CI,82.3 至 87.1)。
结果 来自 6779 名患者的训练和验证数据集包括 14,341 张照片:9156 张正常视盘、2148 张有视乳头水肿的视盘和 3037 张有其他异常的视盘。分类为正常的百分比在各个部位从 9.8% 到 100% 不等;分类为有视乳头水肿的百分比在各个部位从 0 到 59.5% 不等。在验证集中,系统以 AUC 为 0.99(95% 置信区间 [CI],0.98 至 0.99)区分有视乳头水肿的视盘与正常视盘以及有非视乳头水肿异常的视盘,以 AUC 为 0.99(95% CI,0.99 至 0.99)区分正常视盘与异常视盘。在 1505 张照片的外部测试数据集中,该系统对视乳头水肿检测的 AUC 为 0.96(95% CI,0.95 至 0.97),灵敏度为 96.4%(95% CI,93.9 至 98.3),特异性为 84.7%(95% CI,82.3 至 87.1)。
引言青光眼是导致失明的常见视网膜疾病,占 13%。视网膜结构发生变化,逐渐导致周边视力丧失,如果不及时治疗,最终会导致失明。青光眼目前无法治愈,但及早发现和治疗有助于防止视力丧失。由于人工诊断过程昂贵且容易出错,因此人们致力于在早期实现青光眼的自动检测 [1]。青光眼是一组与视野同时出现功能障碍有关的眼部疾病。结构变化的症状是神经视网膜边缘缓慢缩小,表示视神经轴突和星形胶质细胞退化。由于视神经的任何丧失都无法恢复,因此及早发现和治疗对于患者保留视力至关重要。青光眼主要分为两种类型:1) 原发性开角型青光眼 (POAG) 和 (ii) 闭角型青光眼 (ACG)。前者进展缓慢,有时几年内视力不会明显下降。如果早期诊断,治疗包括药物治疗。后者需要手术,因为需要切除一小部分虹膜外缘。在最新研究中,人们投入了大量精力基于计算机视觉自动诊断青光眼。青光眼分析系统的结构取决于所使用的图像提示和图像模式的类型。在用于诊断青光眼的结构图像提示中,基于视盘和视杯的提示非常重要。视盘位于聚集在视网膜中的神经节纤维附近。视杯是视盘凹陷的地方,纤维从这里通过视神经头 (ONH) 从视网膜出来。需要找到杯状和视盘结构的边界,因为它有助于评估青光眼的线索,如视盘和杯状不对称和高杯状与视盘比 (CDR),后者被描述为垂直杯状直径与垂直视盘直径之间的比率。在物理勾勒出视盘和杯状的轮廓后,通过彩色眼底图像的平面测量来评估 CDR 的值。由于手动注释每个图像的杯状和视盘的过程涉及
视神经萎缩是用来描述视网膜神经节细胞轴突受损或退化的术语,导致视神经外观苍白或灰白色或杯状,表明神经组织损失。视盘边缘也会失去健康神经所见的“柔软”外观,变得更加明显。视神经萎缩的原因包括:1. 原发性视神经萎缩:发生时没有视盘肿胀。原因包括毒性/营养性、压迫性或遗传性原因以及球后视神经炎。2. 继发性视神经萎缩:指视盘肿胀后视网膜轴突受损。常见原因包括视乳头水肿、视神经炎和前部缺血性视神经病变(请参阅“视盘升高”参考资料)。 3. 逆行性变性:皮质病变导致解剖学上相连的视网膜神经纤维受损,导致视盘呈扇形或弥漫性苍白,伴有视网膜神经纤维层和神经节细胞变薄。长期病例还可能出现视盘杯状变性(请参阅本系列中的“视野”参考)。 4. 连续性视神经萎缩:与影响视网膜或其血液供应的疾病有关。这种萎缩形式从视网膜病因通过轴突组织延伸到视神经。潜在病因可能包括视网膜色素变性、血管炎、视网膜坏死、视网膜炎或之前的视网膜光凝术。 5. 青光眼:一种进行性视神经病变。青光眼的主要临床特征是视神经头和视网膜神经纤维层的特征性变化、一致的视野缺损和随时间推移的进展(见下文示例)。上面列出的许多视神经萎缩的原因可能与青光眼相似,从而使其成为排除性诊断。
这些测试展现了医生的一些关键特征:学习、决策和与人沟通的能力。技术已经通过机器学习在增强和狭义智能应用中补充了临床医生,从而增强了诊断、理解和治疗。8,9 一个突出的例子是人工智能增强的视网膜检查。这最初是为了鼓励全科和急诊临床医生不要放弃诊断性视网膜检查,也不要依赖于眼科医生的二次转诊。深度学习系统使用眼底照片以可接受的高灵敏度识别患有视乳头水肿的视盘、正常视盘和具有非视乳头水肿异常的视盘。10 这些创新扩展了独立医生的能力。政府正在认识并奖励这种潜力;例如,英国政府已承诺向慢性病预防、早期诊断和治疗领域的人工智能投入超过2亿英镑的资金。11
摘要:青光眼是全球第二大致盲原因,它是一种影响视网膜和视神经的眼部疾病,这些视神经会向眼睛传递信号。如果不及早治疗,这种疾病会导致永久性失明。青光眼的主要原因是眼压升高,它会损害向大脑发送图像的视神经,由于视网膜压力升高,视盘区域内的视杯直径会增大。杯盘比 (CDR) 增大会导致通过视盘区域连接到视网膜的视神经纤维丢失。CDR 是区分健康和青光眼的重要结构特征。本文的目的是介绍从眼底图像中自动检测青光眼的方法,以协助计算机辅助系统的逐步发展。关键词:青光眼、眼压 (IOP)、眼底图像、杯盘比 (CDR)、视神经。
流行病学研究强调,诊断延误在头痛和认知症状中最为常见。症状组合(例如头痛加认知障碍、人格改变或视觉症状)可提高对脑肿瘤的预测。此外,在可疑头痛病例中,简单的语义语言流畅性认知测试表现不佳是一个危险信号,即使患者没有意识到认知减慢。NICE 指南强调在评估可疑头痛时寻找视乳头水肿的重要性,但没有承认一线临床医生对识别视神经乳头肿胀的信心较低。社区验光服务越来越有能力就可能的早期视盘肿胀或视野缺损提供意见,并且通常可以通过当地眼科急诊科获得专家建议,以及根据验光学院的转诊建议紧急启动或促进视乳头水肿转诊的机制。
糖尿病性视网膜病(DR)的特征是由于慢性高血糖而导致神经血管变性。增殖性糖尿病性视网膜病(PDR)是DR的最严重并发症,可以导致总(中央和外围)视觉丧失。pdr的特征是存在异常的新血管,即所谓的“新容器”,位于视盘(NVD)或视网膜(NVE)的其他地方。pdr可以发展为高风险特征(HRC)PDR(HRC-PDR),它的定义是NVD的存在大小超过四分之一至三分之一的圆盘区域,加上玻璃体出血或视网膜前出血,或者丢血前的出血,或玻璃体的出血或玻璃体前出血或前出血区粘附区域。在严重的情况下,纤维血管膜在视网膜表面生长,尽管进行了治疗,但仍会发生视力丧失的视网膜脱离。尽管大多数(如果不是全部)糖尿病的人寿命足够长的人会发展为DR,但只有在威胁视力范围内的PDR阶段的进展。